JP4364534B2

JP4364534B2 - 画像形成法

Info

Publication number: JP4364534B2
Application number: JP2003086524A
Authority: JP
Inventors: 秀次郎小野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2023-02-19
Also published as: JP2004249696A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
印刷法によりフォトリソグラフイ（以下フォトリソと言う）品質に近い高画像品質を得る為の印刷技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７に平版水無しオフセット印刷法の例を示す。画線部と非画線部を形成した印刷版にゴムローラー（１９）により画線部に樹脂（インキ）をつけ該樹脂をブランケット（２２）を介し基板（６）上に転写する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の印刷においては、ローラー、印刷版、ブランケット、基盤等への樹脂（インキ）の各転写において、樹脂が引き千切られる事（樹脂の凝集破壊）により転移が行われる。この時樹脂間で糸引き現象（２０）が起き転移後の樹脂皮膜に凹凸体積ムラ（２１）を起こす。この体積ムラにより印刷品質がフォトリソ品質（図５）より劣る根源的原因となっている（図４、図６）。本案は印刷の経済性、機能性を失う事無く、糸引き現象を無くし近ホトリソの品質を得る為に考案したものである。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】
ローラーから印刷版、印刷版からブランケット、ブランケットから基板への樹脂の全転移過程において、樹脂に対し撥水性のある素材を使い転移を１００パーセント行う。この事により樹脂の凝集破壊を無くし（糸引き現象を無くし）樹脂の微細な体積ムラを無くし品質の向上をはかる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１によりその原理を説明するならば、板上に部分的にシリコン層を形成し撥樹脂機能（１’）をもたせ画線部（１）、親樹脂機能をもたせ非画線部（２）とした画像形成版（３）を作る（図１、ａ）。画像形成版全面に樹脂（４）（インキ）を塗布する（図１、ｂ）。撥樹脂機能乙（５’）をもたせた画像転写シート（５）を該画像形成版に押し当て、画線部上樹脂（４’）のみを画像転写シート上に（転写率１００％で）転写する（図１、ｃ）。シート面上の画線部上樹脂（４’）を基板（６）に（転写率１００％で）転写する（図１、ｄ）。
【０００６】
この際、各々の樹脂転移プロセスにおいて１００パーセントの転移を行う為樹脂と各転移素材面とにおいて接着エネルギー強度（ヌレ性のバランス）を
▲１▼画像形成版面の非画線部（２）＞画像転写シート（５）面（撥樹脂機能乙）＞画像形成版面の画線部（１）（撥樹脂機能甲）。
▲２▼基板（６）面＞画像転写シート（５）面（撥樹脂機能乙）。
となる様に画像形成版、画像転写シート、樹脂（インキ）を設計する。
【０００７】
（実施例１）
図２−１に本案平台型印刷機により液晶用カラーフイルターの製造の例をしめす。画像形成版として東レ製の水無し平版印刷版（ＰＳ版）（８）をを使用した。通常の使用法（画線部はシリコン層を除去、非画線部分はシリコン層を形成）と逆の使用法とし、画線部はシリコン層を残し、非画線部はシリコン層を除去する様に製版する。樹脂は顔料を混入したフイルター用インキ（９）を使用し、ヌレ性のバランスをとる為の溶剤（芳香族系の炭化水素等）を調整剤として加えたものとする。画像転写シートとしてシリコンブランケット（１０）を使用する。版定盤（１１）、印刷定盤（１２）と転写胴（１３）を備えた平台型印刷機（１４）を使用し、版定盤上にはドクターブレード（１５）による樹脂の塗布機構を取り付ける。
【０００８】
版定盤に水無し平版印刷版をセットし、ドクターブレードにより版上近全面にインキを塗布する（図２−１、ｅ）。シリコンブランケットを取り付けた転写胴を版面上に転動し、版面上の画線部インキをシリコンブランケット面上に転移する（図２−１、ｆ）。次に、転写胴を基板上に転動しブランケット面上のインキをガラス基板（６）に転移し画像を形成する（図２−１、ｇ）。このプロセスを４回繰り返し、２０μ幅の遮光膜（ＢＭ）を含み、６０μピッチのＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥのカラーフイルターを作成した。
【０００９】
（実施例２）
図２−２に本案胴型印刷機により液晶用カラーフイルターの製造の例をしめす。実施例１と同様に、画像形成版は東レ製の水無し平版印刷版（ＰＳ版）（８）を、樹脂は同様インキを更に粘度を落とし１０〜２０ｃｐｓとし使用、画像転写シートは同様のシリコンブランケット（１０）を使用する。版胴（１１’）、印刷定盤（１２）と転写胴（１３）を備えた胴型印刷機（１４’）を使用し、版胴にはキャップ又はダイコーターによる樹脂の塗布機構（１５’）を取り付ける。
【００１０】
版胴に水無し平版印刷版をセットし、塗布機構（１５’）により版上近全面にインキを塗布する（図２−２、ｅ）。シリコンブランケットを取り付けた転写胴を版胴とを接動し、版面上の画線部インキをシリコンブランケット面上に転移する（図２−２、ｆ）。次に、転写胴を印刷定盤上に転動しブランケット面上のインキをシート基板（６’）に転移し画像を形成する（図２−２、ｇ）。このプロセスを４回繰り返し２５μ厚のシート上に実施例１と同様のカラーフイルターを形成した。
【００１１】
（実施例３）
実施例２と同様の条件によって、１００μ厚で出来たプラスチック液晶用空セル（液晶注入前の中空セル）の外面に４色のカラーフイルターを形成した。
（実施例４）画像形成版として、金属板を基材（３２）とシリコン樹脂又はシリコンゴムを全面に塗布し画線部とし、レーザーにより選択的にシリコン層を除去し非画線部としたものを使用。樹脂に銀ペースト剤を使用。これにより１０μの細線画像を形成した。
【００１２】
【発明の効果】
画素部分のインキが版からブランケット、ブランケットから基板への各プロセスにおける転移において、それぞれ１００パーセントの転移が行われる為、糸曳き現象が一切無く、この現象が原因によるインキ体積のムラは起きない。この為フォトリソ法よって形成された画像と極めて近似したシャープな又高精細な画像を得る事が出来た。さらに、１００パーセントの転移の為基板上に従来の印刷における強力な圧力をかけることなく軽く接するだけで樹脂の転写が可能である。
これらの基本的な作用により以下の効果を生む事が確認された。
第１に、従来の印刷では不可能なフォトリソ並の高精細な画像形成が可能になる。幅の広い線は当然として、幅１０μ前後の細線まで途切れる事無く皮膜厚を平坦にし、形状をシャープにした画像形成が可能となった。
【００１３】
本方法による液晶用カラーフイルターを作製した例を示すと、遮光マスク用として黒インキで２０μ線幅のマトリックスがマスクどうりに形成出来た。画素のレッド、グリーン、ブルーにおいては線幅６０μ、膜厚１．５μ，平坦性±０．０５〜０．１０μで形成出来た。これはホトリソ法による顔料分散法カラーフイルターと比べて品質上遜色ないものである。
【００１４】
第２に、ＷｅｔＯｎＷｅｔ（乾燥しないで樹脂を多層に重ねていく事）の多色同時印刷が可能である。フォトリソ法では不可能な３色同時形成（３種類の樹脂重ねを同時形成）、又カラーフイルターの場合には遮光膜を含めた４色同時形成が可能となる。図３に４色同時形成用としての４色印刷機の例を示す。
第３に、胴が回転するのみの生産プロセスである事から（印刷機械速度は７〜８ｍ／分で移動する為生産タクトは１６〜２０秒／枚を可能とし）従来の顔料分散法と比べ４〜５倍の生産性を得る事とが出来る。従って第２と第３を合わせた効果とし計り知れないコスト削減が期待出来る。
【００１５】
第４に、使用するインキ（樹脂）に対し印刷（転写）適性を従来の印刷ほど必要としない為、従来印刷出来なかったインキ化出来ない樹脂も印刷出来る。フォトリソ製法では画像形成出来ない光を嫌う樹脂も画像形成できる。この事から工業製品製造手段としてホトリソ法、シルク印刷法の代用としても幅広く機能性樹脂のパターニング法として使用出来る。
【００１６】
第５に、薄い基板にも印刷可能である。印刷される基板へは撥インキ性のあるシリコンブランケットから転写が行れる為インキ離れが良く、ブランケットが基板を引き寄せる事が無い。その為従来出来なかったシートや薄い樹脂へも印刷が可能である。
【００１７】
第５に、圧力に弱い基板にも印刷が可能である。転写を原理としている為従来の印圧の様に強い力が基板に加わる事は無い。その為圧力に弱い基板、凹凸の有る基板にも印刷が可能である。
第６に、紙上へのコマーシャル用カラー印刷においても高品質の印刷が可能である。インキの転移が通常の印刷よりおよそ２倍行われ、カラープリント並の高い濃度の印刷が可能である。この事は上質紙上に（クレー塗布用紙の）アート紙、コート紙並の品質を作る可能性を持っており、再生困難なアート紙コート紙フリーとなりエコ対策上からも効果が期待できる。
【００１８】
第７に、スキル（熟練）を必要としない印刷技術である。従来の印刷は樹脂が引き千切られながら転移する為、所定の品質を得る為にはこの時起る樹脂の糸引き現象をアナログ的にコントロールする必要がある為高い熟練度が要求される。本案はプロセス初期において形成された塗布皮膜を１００％（デジタル的な）転移の繰り返しにより形成する。この転移の品質は素材の設定によって行われる為初期の設定を的確に行う事によって熟練を必要しない印刷が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図（ａ）は画像形成版の構成図、（ｂ）は樹脂を画素形成版上に塗布した図、（ｃ）は画像を画像形成版から画像転写シートに転写している図、（ｄ）は画像を画像転写シートから基板に転写している図
【図２−１】実施例１の平台型印刷機動作説明図。
（ｅ）は樹脂を画素形成版上に塗布している図、（ｆ）は画像を画像形成版から画像転写シートに転写している図、（ｇ）は画像を画像転写シートから基板に転写している図
【図２−２】実施例２の胴型印刷機動作説明図。
（ｅ）は樹脂を画素形成版上に塗布している図、（ｆ）は画像を画像形成版から画像転写シートに転写している図、（ｇ）は画像を画像転写シートから基板に転写している図
【図３】４色印刷機（胴型タイプ、ガラス基板用）原理図。
【図４】従来の印刷における糸引き現象説明図
【図５】本案による樹脂形成の品質（ストライプ線１本の例）説明図
（ａ）は平面図（ｂ）は正面図（ｃ）は側面図
【図６】従来の印刷における画像品質のびりつき（ストライプ線１本の例）
説明図（ａ）は平面図（ｂ）は正面図（ｃ）は側面図
【図７】従来の印刷法における樹脂転移説明図
（ａ）は印刷版説明図（ｂ）はゴムローラー（１９）により版上画線部にインキ（９）を転移している図（ｃ）は版上画線部インキをゴムブランケット（２２）上に転移している図（ｄ）はゴムブランケット上のインキを基板（６）上に転移している図
【図８】水無し平版印刷版（ＰＳ版）から画像形成版を作る工程説明図
（ａ）はＰＳ版構成説明図（ｂ）は露光により感光層が膨潤する図
（ｃ）は現像により感光層ごとシリコン層を除去する図
【図９】レーザーによる画像形成版作製法説明図
（ａ）は構成図（ｂ）は作製工程説明図
【符号の説明】
１画線部１’ 撥樹脂機能甲
２非画線部２’ 親樹脂機能
３画像形成版４樹脂
４’ 画線部上樹脂５画像転写シート
５’ 撥樹脂機能乙６基板
６’ シート基板７ドクターブレード
８水無し平版印刷版（ＰＳ版）９インキ
１０シリコンブランケット１１版定盤
１２印刷定盤１３転写胴
１４平台式印刷機１６塗布機構
１７版胴１８乾燥機構
１９ゴムローラー２０糸引き
２１体積ムラ２２ゴムブランケット
２３非画線部（シリコン層による撥樹脂機能）２４画線部（親樹脂機能）
２５シリコン層２６感光層
２７光２８マスク
２９膨潤した感光層３０現像ブラシ
３１シリコン除去層３２基材
３３レーザー光
Ｒレッド部印刷ユニットＧグリーン部印刷ユニット
Ｂブルー部印刷ユニットＢ１ブラック部印刷ユニット

Claims

撥樹脂機能甲（１’）を施し画線部（１）とし、親樹脂機能（２’）を施し非画線部（２）とする画像形成版（３）の該画線部（１）および該非画線部（２）全面に、樹脂（４）を塗布する第１の工程と、
撥樹脂機能乙（５’）を施した画像転写シート（５）を画像形成版（３）に押圧し、該版上の画線部上樹脂（４’）のみを画像転写シート（５）上に転写する第２の工程と、
画像転写シート上の画線部上樹脂（４’）を基板（６）上に転写する第３の工程と、によってなる画像形成法であって、
樹脂（４）と各部材とにおいて接着エネルギー強度（ヌレ性のバランス）を、
画像形成版（３）の非画線部（２）＞画像転写シート（５）の撥樹脂機能乙（５’）＞画像形成版（３）の画線部（１）、
基板（６）面＞画像転写シート（５）の撥樹脂機能乙（５’）、
となる様に画像形成版（３）、画像転写シート（５）、及び樹脂（４）が設計されており、
樹脂（４）は、画線部（１）に対して所定のヌレ性を有するとともに、画線部（１）から画像転写シート（５）面に１００％転写される特性をもち、且つ、画像転写シート（５）面から基板（６）に１００％転写される特性をもつことを特徴とする画像形成法。